Polimerização Radical por Transferência de Átomos de Monômeros Vinílicos Funcionalizados Usando Perileno como Fotocatalisador de Luz Visível

O objetivo geral deste procedimento é produzir polimetilmetacrilato bem definido usando perileno como fotocatalisador de luz visível para polimerização de radicais de transferência de átomos. O objetivo geral deste procedimento é produzir polimetilmetacrilato bem definido usando perileno como fotocatalisador orgânico para polimerização de radicais de transferência de átomos. Este método pode ajudar a responder a questões-chave no campo da catálise orgânica e catálise fotorredox, como, podemos substituir complexos de metais de transição por corantes orgânicos, como o perileno?

A principal vantagem dessa técnica é que o catalisador metálico comumente usado na polimerização de radicais de transferência de átomos pode ser substituído por perileno, um corante orgânico comum. A demonstração visual desse método é fundamental para garantir a reprodutibilidade entre os grupos de pesquisa, pois a configuração exata da reação pode ter um impacto substancial no resultado do experimento. Preparar todos os reagentes conforme descrito no protocolo de texto e deixá-los atingir a temperatura ambiente.

Inspecione todos os reagentes antes de usar para garantir que não haja sinais de contaminação, como descoloração ou formação de partículas sólidas. Em um porta-luvas com atmosfera de nitrogênio, coloque uma pequena barra de agitação em um tubo de reação de 100 mililitros. Adicione 9,5 miligramas de perileno e, em seguida, 4,00 mililitros de dimetilformamida, ou DMF.

A esta mistura, adicione 4,00 mililitros de metacrilato de metila, ou MMA. Colocar o frasco para injetáveis numa placa de agitação regulada para 900 rpm dentro de um copo de 400 mililitros iluminado por tiras de díodos emissores de luz branca. Limite qualquer iluminação de outras fontes de luz.

Para iniciar a reação, adicione 65,6 microlitros de alfa-bromofenilacetato de etila, ou EBP, via pipeta. Agite a reação por vinte e quatro horas sob iluminação constante. Na bancada, dispense 0,70 mililitros do hidroxitolueno butilado, ou BHT, em solução de clorofórmio deuterado em um frasco de dois mililitros e sele com uma tampa de septo.

Traga este frasco para o porta-luvas onde a polimerização está sendo realizada. Use uma seringa para remover 0,20 mililitros da mistura de reação. Injete o conteúdo da seringa no frasco para injetáveis de dois mililitros que contém a solução de 250 ppm de BHT e clorofórmio deuterado.

Recue e empurre o êmbolo várias vezes para garantir a têmpera completa da polimerização. Em seguida, transfira o conteúdo do frasco de dois mililitros para um tubo de espectroscopia de RMN. Analise esta amostra por meio de espectroscopia de RMN de prótons para conversão percentual.

Após a análise, despeje o conteúdo do tubo de espectroscopia de RMN em um frasco de cintilação limpo de 20 mililitros. Evaporar o solvente sob pressão reduzida. Em seguida, dissolva novamente a amostra em 1,00 mililitros de tetrahidrofurano.

Envie a amostra através de um filtro de seringa de 0,45 mícron para um frasco limpo de dois mililitros. Analise a amostra por cromatografia de permeação em gel, ou GPC, juntamente com espalhamento de luz multiangular, para determinar o peso molecular médio do número, peso molecular médio do peso e a dispersão. Para isolar e purificar o produto polimetilmetacrilato, primeiro extinga a reação de polimerização despejando o conteúdo da mistura de reação em um excesso de cinquenta vezes de metanol e deixando mexer por pelo menos uma hora.

Isolar o polimetilmetacrilato do metanol por filtração a vácuo. Em seguida, enxágue o polímero com mais 100 mililitros de metanol. Dissolva novamente o polímero em diclorometano e repita essas etapas duas vezes.

Em um porta-luvas com atmosfera de nitrogênio, coloque 544 miligramas de macroiniciador de polimetilmetacrilato em um frasco de cintilação de 20 mililitros equipado com uma pequena barra de agitação. Em seguida, adicione 2,4 miligramas de perileno ao frasco de cintilação, seguido de 4,00 mililitros de dimetilformamida. Colocar o frasco para injetáveis numa placa de agitação regulada para 900 rpm dentro de um copo iluminado por tiras de LEDs brancos.

Limite qualquer iluminação de outras fontes de luz. A esta mistura, adicione 4,96 mililitros de estireno via pipeta e mexa a reação por vinte e quatro horas sob iluminação constante. Finalmente, isole e purifique o produto de poliestireno em bloco de polimetilmetacrilato, como antes.

Aqui são mostrados os resultados representativos da polimerização de monômeros de vinila funcionalizados usando esta técnica. O ajuste dos parâmetros de reação pode ter um efeito significativo no resultado da polimerização. Esta figura mostra os resultados da copolimerização em bloco usando um iniciador isolado de polimetilmetacrilato, conforme descrito no procedimento de vídeo.

A capacidade de encadear a extensão dessa maneira dá suporte a um mecanismo de transferência de átomos. Depois de assistir a este vídeo, você deve ter uma compreensão prática de como produzir e isolar polímeros bem definidos e copolímeros em bloco usando perileno como um fotocatalisador de luz visível para polimerização radical de transferência de átomos.